Эксперимент – средство исследований
Решение вопросов создания модели системы требует наличия информации об исследуемом объекте. Судить о ее достоинствах или недостатках можно только на основании анализа полученных с ее помощью результатов. В процессе изучения свойств системы с помощью модели исследователь может обнаружить не только недостатки построенной им модели, а найти способы их устранений. С этой целью ставят эксперимент, который позволил бы получить новую информацию.
Под экспериментом понимают форму познания действительности. Это один из способов научного исследования.
Основными элементами эксперимента являются: объект исследования, средство экспериментального исследования, а также сам экспериментатор и его деятельность. В данном случае в качестве объекта исследования выступает модель системы. Может возникнуть вопрос – Как это модель может быть одновременно и объектом исследования и его инструментом? Противоречия здесь нет, поскольку в процессе эксплуатации любого объекта можно узнать его свойства.
Различают два вида эксперимента: пассивный и активный. Активный эксперимент отличается от пассивного тем, что он осуществляется по заранее составленному плану. Эксперимент может быть управляемым и неуправляемым, контролируемым и неконтролируемым. При неуправляемом эксперименте только фиксируют результаты наблюдений, не изменяя целенаправленно его параметры. В контролируемом эксперименте независимые переменные, называемые факторами, измеряются с заданной точностью. Если исследователь не может проводить наблюдения тех или иных параметров с желаемой точностью, то такие параметры называют неконтролируемыми.
Как было отмечено, целью эксперимента может быть улучшение модели. В этом случае он служит средством создания модели. Тогда основной его задачей является получение недостающей информации об исследуемом объекте. Стало быть, априорные сведения были неполными или недостоверными. Эксперимент и ставят для того, чтобы получить новые знания, т.е. уменьшить степень неопределенности имеющихся знаний, повысить уровень их надежности. Это накладывает свои требования к плану его проведения.
Результатам эксперимента также свойственна неопределенность. Эта неопределенность может быть следствием многих причин, в частности, условиями осуществления эксперимента, например, недостатком времени.
Наличие неопределенности является характерной особенностью любого эксперимента.
Эксперимент всегда ставится и осуществляется исследователем, который проводит анализ полученных результатов и принимает решение о его продолжении или прекращении. Таким образом, в любом эксперименте имеет место участие в нем человека.
При планировании эксперимента должен соблюдаться принцип системного подхода.
В современной теории системного анализа под экспериментом понимают не только получение количественных характеристик наблюдаемых параметров объекта. Эксперимент – это комплекс мероприятий, направленных на воспроизведение объекта познания с целью выявления тех или иных его свойств. При планировании и осуществлении эксперимента следует иметь в виду следующее.
1. Эксперимент всегда включает в себя проведение наблюдений, сопровождаемый измерениями выбранных параметров объекта. Измерения содержат погрешности. Стало быть, нельзя утверждать, что результаты наблюдений не имеют ошибок.
2. Не все исследуемые свойства объекта можно выразить количественной мерой. В этом случае приходится пользоваться качественной характеристикой.
3. Результаты эксперимента должны быть обработаны, т.е. проведен их анализ. На основании результатов анализа исследователь делает определенные выводы.
4. Для постановки сложного эксперимента требуется хорошо продуманная система планирования, подготовки и проведения опыта и анализа результатов наблюдений. Эксперимент может не оправдать вложенных материальных и трудовых затрат, если до его осуществления не были продуманы особенности обработки результатов наблюдений. Вместе с тем далеко не всегда удается предвидеть характер результатов и ход дальнейших исследований. Не редко в процессе эксперимента приходится изменять не только программу испытаний, а и цели, которые определяют постановку задачи анализа. Оптимальное управление ходом исследований сложных систем может быть достигнуто с помощью специально организуемых систем оперативной обработки данных. При этом должна быть обеспечена эффективная связь между экспериментаторами и техническими средствами обработки информации.
Современные системы обработки данных, как правило, содержат два контура. В первом – информация подвергается автоматической обработки. Во втором – производится научная обработка результатов наблюдений.
В первом контуре реализуются главным образом алгоритмы первичной обработки: отсеивание помех, сжатия информации, перекодирования данных и т.п.